基于红(R)绿(G)蓝(B)三波段的典型港湾透明度反演研究

基于卫星遥感的透明度(Secchi depth,SD)反演方法已经在大洋、近海、湖泊等不同水体开展了广泛应用。富营养化河口港湾等水体具有水域面积小且受陆地影响大等特点,并且在此类水体开展环境监测具有时效性要求。受时间空间分辨率以及云层覆盖、大气校正等影响,基于卫星遥感方法在河口港湾等小水域进行透明度反演会受到一定的应用限制,因此在此类特征水体建立一种高效便捷的透明度反演方法作为卫星遥感方法的有益补充就十分迫切。本研究尝试通过无人机和智能手机应用程序HydroColor APP搭载的普通光学相机构建基于红(red,R)绿(green,G)蓝(blue,B)三波段的象山港透明度反演方法。结果表明,无人机和HydroColor的红蓝波段比值(R/B)和红绿波段比值(R/G)与透明度具有显著负相关,相关系数R为–0.88~–0.93(n=16,P<0.001)。根据相关性分析结果构建透明度反演模型并基于独立数据库对模型进行精度评估。结果显示,(1)指数反演模型要优于线性经验模型,(2)基于R/G反演模型要优于R/B模型,(3)HydroColor反演模型要优于无人机反演模型。通过以上结果分别构建基于无人机DJI-R/G和HydroColor-R/G最优透明度指数反演模型。DJI-R/G模型平均相对误差和均方根误差为29%和0.3 m,HydroColor-R/G模型为21.9%和0.27 m。以上结果表明,通过无人机和手机获取RGB信息均可用于对象山港透明度进行反演。该方法的建立为快速便捷开展河流港湾等水体的水质监测和赤潮防控提供了新的技术支持。

黑潮对东海网采浮游植物群落组成与分布的影响

黑潮入侵深刻影响东海生态环境,但对其如何影响浮游植物群落组成与分布仍知之甚少。为此,于2011年四季对东海(26°~33°N,121°~128°E)共164个站位进行浮游植物拖网采集和环境因子测定,分析了浮游植物丰度和优势种组成及其对黑潮入侵的响应。调查共检出浮游植物9门509种(含变种、变型和未定种),其中硅藻305种、甲藻154种,蓝藻、定鞭藻、金藻、裸藻、绿藻、隐藻和黄藻种类数较少。秋季浮游植物细胞丰度最高(30496.91×10^(3)cells/m^(3)),高值区位于黑潮与长江冲淡水交汇形成的锋面处;夏季次之(28911.28×10^(3)cells/m^(3)),高值区分布与秋季相似;春季较少(19180.76×10^(3)cells/m^(3)),高值区位于舟山群岛东南部;冬季最低(472.36×10^(3)cells/m^(3)),高值区位于东海南部。冬季受黑潮表层水入侵影响,主要优势种为铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii);春、夏季主要优势种为骨条藻(Skeletonema spp.),由于黑潮次表层水势力增强,入侵东海并携带丰富的磷酸盐,加之长江冲淡水输入大量无机氮,夏季浮游植物总丰度高于春季;秋季主要优势种为柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima),受黑潮表层水势力增强和次表层水影响,磷酸盐浓度最高,浮游植物总丰度在四季中最高。种类数表现为秋季>冬季>夏季>春季,水平分布为由近岸向外海递增,种类数高值位于黑潮影响区域。相似性分析和多维尺度分析显示,浮游植物群落组成时空差异明显。由此可见,黑潮输送的磷酸盐促进了浮游植物的生长,且其携带的暖水种增加了浮游植物的种类多样性,使东海浮游植物群落组成表现出明显的季节、空间变化。

中越典型港湾海岸线与围填海的遥感比较——以防城湾和海防港为例

基于遥感影像与地理信息系统技术对比了1980年代—2010年代中国防城湾与越南海防港的海岸线及围填海变化情况。30多年来,两地海岸线均以向海迁移为主,其中防城湾海岸线平均端点变化速率为6.49 m/a,海防港为6.21 m/a,分别呈现先升后降与先降后升的变化趋势;在1980年代和1990年代,平均端点变化速率为防城湾大于海防港,在2000年代和2010年代则相反。防城湾和海防港年均新增围填海面积分别为122.48 hm^(2)/a和164.24 hm^(2)/a,围填海强度指数均呈不断上升的趋势,其中在1980年代和1990年代防城湾小于海防港,在2000年代和2010年代则相反。从1980年代至2010年代,围填海面积与年均空间扩展速率两指标,在防城湾呈先增加后下降的趋势,在海防港则呈持续波动状态。围填海为两地海岸线变化的主要因素,港口建设是其最主要的驱动力。